作者：堯駿
（惠州市大亞灣華德石化有限公司）

　　摘　要：電動機軸承引起噪音現象，通過其軸承帶載特性的分析，把電動機的軸承由深溝柱軸承更換為深溝球軸承。
　　關鍵詞：Y355—4電動機；故障分析；處理
　　引　言
　　電動機是企業生產中使用Z廣泛的動力設備，其可靠性將直接影響生產，尤其消防系統的電動機對于安全生產是至關重要的。電動機的軸承故障在設備運行中占有很大的比例，因而對于軸承的選擇、使用和檢修的質量是非常重要的。因檢修過程無法準確的測量和判斷電動機故障原因，造成檢修質量和時間長，電動機的故障無法消除，對生產造成很大的影響。下面就檢修過程中軸承的選擇和配合故障處理進行介紹交流，以提高電動機檢修質量，確保生產安全。
　　1、電動機軸承聲音異常
　　2003年3月7日，消防泵房220KW消防泵（P601/5）電動機運行過程中電動機前軸的聲音出現異常，聲音尖銳刺耳，尖銳的聲音不是由于電磁噪音引起的，同時也不是軸承缺少潤滑油軸承干磨的聲音，雜音持續周期約2分鐘，然后間隙為2分鐘，出現的頻率如下圖：聲音異常無法正常的工作。用測振儀（VM—63）測量軸承的幅值振動值為0.018mm，聲音異常時高頻干擾加速度值為55.2m/s²，有時甚至達到101m/s² ，遠遠超過標準值28m/s² 。同時運行過程中，電動機的轉子出現一陣一陣的聲音，電動機的電流波動比較大。

　　該電動機為Y355—4，220KW，軸伸端采用深溝柱軸承N322承載，非負荷端采用深溝球軸承N322承載。由于軸伸端采用間隙配合，無法調整軸承的軸向定位尺寸。在檢修過程中發現內油蓋有稍微的磨損痕跡，但十分的不均勻；并且軸承有兩個深溝柱有損傷，測量軸承、端蓋和內外擋油小蓋的定位尺寸，經測量并計算：B=66.1mm，B1=50.0mm，L1=7.7mm，L2=7.6mm；

　　L=B—L1—L2—B1=66.1—7.7—7.6—50.1=0.7mm
　　其中：B——實際裝配時電動機的大端蓋尺寸
　　L1——外擋油環小蓋到大蓋止口
　　L2——內擋油環小蓋到大蓋止口
　　B1——軸承的寬度
　　L——軸承與端蓋間的間隙
　　經過計算軸承的允許間隙為0.7mm，當電動機的軸承溫度達到100攝氏度，軸承的膨脹值約0.9 mm，不能達到電動機正常運行的要求。
　　2、故障分析處理
　　經過多次更換深溝柱軸承，電動機的噪聲聲音不僅沒有消失，而且聲音的異常周期為4分鐘。軸承的異常聲音與電動機的金屬摩擦聲音相差極大，同時又不是電動機的軸電流泄漏狀況的聲音。根據軸承的特點進行分析：由于電動機原來采用NU型深溝柱軸承，允許電動機軸向的串動；軸承內圈兩側有擋邊，外圈無擋邊，因此允許一定范圍內機軸相對軸承作雙相軸承位移，可以承受機軸熱膨脹引起的長度變化，適合非定位軸承；同時軸承的間隙相對深溝球軸承來說比較偏大，但軸承的受力為線形，比深溝球軸承點受力好；同時電動機軸承運動時的軌跡不是一個圓形而是一個橢圓，運行時由于深溝柱（或深溝球）和滾道之間存在間隙，運行時受力的不同使得軌道成橢圓形，運行的剖面圖如右圖：從圖中可以知道，電動機運行時，軸承的受力主要是下部受力較大，同時深溝球運動的軌跡為橢圓形。對于深溝柱軸承其受力點為一條直線，在高速運轉的過程中，由于軸承的間隙，受力點就不是一條直線，而是形成拋物曲線的軌跡。更換為深溝球軸承后，由于軸承間隙較小，滾珠與滾道的接觸受力點始終為一點，并且運行軌跡的裕度小，因此運行的聲音平穩，不正常的聲音消失了。
　　根據軸承運動時的受力分析，帶動消防泵運行時主要受軸向方向的力作用，受到徑向上的力很少，且拖動的負載為平衡穩定的，不會時刻變化太大。而深溝柱軸承是允許在徑向的串動，因此將電動機的前軸承更換為深溝球軸承，軸承的間隙仍就為C3間隙，約0.04mm，可以滿足電動機運行的要求；同時根據軸承的膨脹會引起徑向的串動，在電動機內擋油環小蓋加一塊墊片，厚度約0.8mm，克服由于消防泵引起串動和軸承溫度高引起竄串動。
　　由于滾動體及滾道在微觀的狀態表面是粗糙不平的，相互接觸過程中也一定會發生一定的沖擊脈沖，但這種脈沖是高頻的，因而使用測振儀測量電動機運行的高頻干擾的參數值比標準的大，說明電動機軸承與滾道之間的接觸存在一定的問題。深溝柱軸承與滾道的接觸較多，因而高頻干擾的可能性大，產生的高頻干擾就大；而深溝球軸承與滾道的接觸是點，產生的高頻干擾就小，因而本電動機可以使用深溝球軸承代替深溝柱軸承，解決設備出現的異常現象。
　　通過將深溝柱軸承更換為深溝球軸承，電動機運行時軸承的噪音沒有再出現；同時電動機的振動平穩，振幅值為0.013mm，高頻干擾加速度值為2.8m/s²，帶負荷性能穩定，電動機的電流波動沒有較大的波動，電動機運行的聲音正常。通過長時間的運行，電動機的運行平穩，各項參數正常，達到更換軸承的效果。
　　3、結論
　　電動機軸承的選擇對于設備的正常運行是很重要的。在檢修過程中認真分析電動機的運行狀況，判斷產生故障的原因；同時分析設備的性質，通過科學的分析與計算，注意選擇質量和間隙好的軸承。對于出現的內外油蓋出現損傷的電動機，注意軸承的軸向配合尺寸，進行徹底的檢查調整，安裝時公差配合好，達到Z優的效果。經過長時間的運行，保證了設備的安全運行，在以后的設備檢修中起到很好的借鑒作用，同時也可以在其他設備中加以推廣。
　　參考文獻：
　　1.《石油化工廠設備檢修手冊》，分冊，中國石化出版社。
　　2.《電機故障診斷技術》，沈標正編著，機械工業出版社。

來源：《電機技術》